Взрывчатое вещество
Владельцы патента RU 2400461:
Открытое акционерное общество "Научно-технический центр "Росвзрывобезопасность" (RU)
Изобретение относится к разработке взрывчатых веществ на основе пироксилиновых и баллиститных порохов, используемых для ведения взрывных работ скважинным методом в горнодобывающей промышленности и строительстве. Взрывчатое вещество содержит, мас.%: жидкий нефтепродукт 1,0-2,5; продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином или его смесь с эфиром пентаэритрита и жирных кислот С17-С25 или жирных кислот таллового масла 0,01-0,1; бездымные пороха или их смеси до 100,0. Техническим результатом является получение однородного состава взрывчатой смеси, что улучшает взрывчатые характеристики и уменьшает выделение ядовитых газов при взрыве, а также исключает взаимодействие с сульфидными рудами. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к разработке взрывчатых веществ на основе пироксилиновых и баллиститных порохов, используемых для ведения взрывных работ скважинным методом в горнодобывающей промышленности и строительстве.
Известен ряд допущенных к применению смесевых взрывчатых веществ с использованием зерненых и пироксилиновых порохов с толщиной горящего свода от 0,4 до 2,2 мм, а также трубчатых баллиститных и пироксилиновых измельченных до размеров 0,1-20,0 мм порохов (далее «пороха») в рецептурах. Эти смеси порохов с нефтепродуктами с добавкой аммиачной селитры не отвечают всем требованиям безопасности и, в частности, выделяют значительное количество токсичной пыли при заряжании, что ухудшает санитарно-гигиенические условия при ведении взрывных работ. Для снижения чувствительности указанных взрывчатых веществ и пыления в их состав добавляют различные минеральные масла. Однако масло из-за высокого поверхностного натяжения и гидрофильных поверхностей пороха и селитры неравномерно распределяется по составу, что приводит к снижению взрывчатых характеристик и повышению объемов выделения ядовитых газов при взрыве.
Наиболее близким (прототипом) к заявляемому взрывчатому веществу по составу применяемых компонентов и области назначения является взрывчатое вещество по ТУ 7276-019-11692478-98. Это взрывчатое вещество содержит жидкий нефтепродукт, например дизельное топливо и бездымные пороха (пироксилиновый зерненный или трубчатый баллиститный порох или пироксилиновый измельченный порох). Помимо названных компонентов взрывчатое вещество по указанному ТУ содержит аммиачную селитру, а соотношение входящих в него компонентов представлено следующим образом (мас.%): аммиачная селитра 69,8-86,3; порох 10,0-30,0; жидкий нефтепродукт 0,2-3,7.
Недостатками указанного взрывчатого вещества являются:
- неоднородность состава по высоте колонки заряда из-за различной плотности входящих в него компонентов;
- из-за неравномерности структуры взрывчатого вещества выделяется много ядовитых газов и снижены взрывчатые характеристики;
- затруднено применение в сульфидсодержащих рудах по причине взаимодействия с ними компонентов взрывчатого вещества.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является получение однородного состава взрывчатой смеси на основе пироксилиновых и баллиститных порохов, что улучшает взрывчатые характеристики и уменьшает выделение ядовитых газов при взрыве, а также исключает взаимодействие с сульфидными рудами.
Указанная задача решается тем, что взрывчатое вещество, содержащее жидкий нефтепродукт и бездымные пороха или их смеси, дополнительно содержит эмульгатор в виде поверхностно-активного вещества, в качестве которого используют продукты конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином или их смесь с эфиром пентаэритрита и жирных кислот С17-С25 или жирных кислот таллового масла. При этом в качестве бездымных порохов могут быть использованы пироксилиновый порох, дробленая пироксилиновая трубка, дробленая баллиститная трубка, дробленый минометный ленточный порох, минометный пластинчатый порох, дробленое баллиститное ракетное твердое топливо. Для повышения взрывчатых характеристик в состав взрывчатого вещества может быть добавлена аммиачная или калиевая селитра. Для ведения взрывных работ в сульфидсодержащих породах в состав взрывчатого вещества необходимо включать добавки мела или уротропина или их смеси.
В зависимости от компонентного состава заявляемое взрывчатое вещество может быть неводоустойчивым (при наличии аммиачной или калиевой селитры), пригодным для применения только в сухих скважинах диаметром не менее 130 мм, или водоустойчивым (без аммиачной или калиевой селитры), пригодным для применения в обводненных скважинах (или в обводненной части скважин) диаметром не менее 190 мм.
При этом обеспечивается равномерность компонентного состава до 99,5-100%, чему способствует введение в состав поверхностно-активного вещества и снижение выделения пыли при производстве и заряжании взрывчатого вещества в скважины на 0,6-2,3 мг/м3. В качестве жидкого нефтепродукта может использоваться, например, индустриальное масло или дизельное топливо.
Благодаря сбалансированному содержанию входящих в состав компонентов предлагаемое взрывчатое вещество в различных вариантах обладает высокими детонационными показателями при относительно малом пылевыделении.
Процесс изготовления водоустойчивого взрывчатого вещества предлагаемого состава состоит из следующих последовательных операций:
прием зерненого пироксилинового пороха и дробленой пироксилиновой трубки (дробленой баллиститной трубки, дробленого минометного ленточного пороха, минометного пластинчатого пороха, дробленого баллиститного ракетного твердого топлива); прием жидкого нефтепродукта - флегматизатора (масло индустриальное или масло приборное или дизельное топливо или мазут топочный); смешение зерненого пироксилинового пороха с дробленой пироксилиновой трубкой (дробленой баллиститной трубкой, дробленым минометным ленточным порохом, минометным пластинчатым порохом, дробленым баллиститным ракетным твердым топливом); флегматизация смеси порохов.
Процесс изготовления неводоустойчивого взрывчатого вещества предлагаемого состава состоит из следующих последовательных операций:
прием зерненого пироксилинового пороха и дробленой пироксилиновой трубки (дробленой баллиститной трубки, дробленого минометного ленточного пороха, минометного пластинчатого пороха, дробленого баллиститного ракетного твердого топлива); прием селитры аммиачной водоустойчивой или селитры аммиачной гранулированной или измельченной селитры калиевой; прием жидкого нефтепродукта - флегматизатора; смешение порохов; смещение смеси пороха с селитрой; флегматизация смеси пороха с селитрой (омасливание).
Предлагаемое взрывчатое вещество может упаковываться в полиэтиленовые мешки-вкладыши, полипропиленовые мешки, в том числе полипропиленовые мешки из-под сыпучих пищевых продуктов, в бумажные мешки соответствующих типов.
Предлагаемое взрывчатое вещество полностью детонирует от промежуточных детонаторов, допущенных в установленном порядке для этих целей, при этом общая масса шашек-детонаторов или патронов в связке должна составлять не менее 800 г.
Сравнительные характеристики предлагаемых взрывчатых веществ и взрывчатых веществ по прототипу (ТУ 7276-019-11692478-98) приведены в нижеследующей таблице. Из таблицы видно, что по сравнению с прототипом предлагаемые взрывчатые вещества обладают рядом преимуществ: за счет существенного повышения равномерности компонентного состава скорость детонации у них не ниже, чем у прототипа, а как правило - выше, при этом значительно снижено пыление и при введении мела или уротропина обеспечивается возможность взрывания сульфидных руд.
| Наименование компонентов и показателей | Прототип | Предлагаемые составы | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Компонентный состав, % | ||||
| Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут) | 1,9 | 1,9 | 1,9 | 1.9 |
| ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином | - | 0,05 | 0,1 | 0,075 |
| Аммиачная селитра | 78,1 | - | 10,0 | 65,0 |
| Бездымный порох (порох пироксилиновый) | 20,0 | До 100% | До 100% | До 100% |
| Равномерность компонентного состава, % | 96,6 | 99,8 | 100 | 100 |
| Выделение пыли, мг/кг | 2,7 | 1,6 | 1,2 | 1,3 |
| Взаимодействие с сульфидными рудами | Да | Да | Да | Да |
| Водоустойчивость | Нет | Да | Нет | Нет |
| Скорость детонации, км/сек | 4,8 | 5,2 | 4,9 | 5,0 |
| Наименование компонентов и | Предлагаемые составы | |||
| показателей | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Компонентный состав, % | ||||
| Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут) | 1,0 | 1,5 | 2,5 | 2,0 |
| ПАВ: смесь продукта конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином и эфира пентаэритрита и жирных кислот С17-C15 или жирных кислот таллового масла (соотн. от 0,1:1,0 до 1,0:0,1) | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,075 |
| Аммиачная селитра | 10,0 | 30,0 | 65,0 | 40,0 |
| Бездымный порох (порох баллиститный трубчатый дробленый с размерами фракций от 0,1-20,0 мм) | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% |
| Равномерность компонентного состава, % | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Выделение пыли, мг/кг | 2,1 | 2,0 | 1,6 | 1,7 |
| Взаимодействие с сульфидными рудами | Да | Да | Да | Да |
| Водоустойчивость | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Скорость детонации, км/сек | 6,0 | 5,2 | 5,4 | 5,8 |
| Наименование компонентов и показателей | Предлагаемые составы | |||
| 8 | 9 | 10 | 11 | |
| Компонентный состав, % | ||||
| Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут) | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| ПАВ: смесь продукта конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином и эфира пентаэритрита и жирных кислот С17-C25 или жирных кислот таллового масла (соотн. от 0,1:1,0 до 1,0:0,1) | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,075 |
| Аммиачная селитра | 10,0 | 25,0 | 65,0 | 50,0 |
| Бездымный порох (порох баллиститный) | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% |
| Равномерность компонентного состава, % | 99,7 | 100 | 100 | 100 |
| Выделение пыли, мг/кг | 1,3 | 1,1 | 0,9 | 1,0 |
| Взаимодействие с сульфидными рудами | Да | Да | Да | Да |
| Водоустойчивость | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Скорость детонации, км/сек | 4,9 | 5,4 | 6,1 | 5,3 |
| Наименование компонентов и показателей | Предлагаемые составы | |||
| 12 | 13 | 14 | 15 | |
| Компонентный состав, % | ||||
| Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут) | 1,0 | 1,0 | 2,5 | 2,0 |
| ПАВ: продукта конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,05 |
| Аммиачная селитра | - | 5,0 | 65,0 | 30,0 |
| Мел | 0,5 | 2,0 | 2,0 | 1,0 |
| Бездымный порох (порох пироксилиновый) | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% |
| Равномерность компонентного состава, % | 99,4 | 99,5 | 99,2 | 99,3 |
| Выделение пыли, мг/кг | 1,4 | 1,3 | 0,6 | 0,8 |
| Взаимодействие с сульфидными рудами | Да | Нет | Нет | Нет |
| Водоустойчивость | Да | Нет | Нет | Нет |
| Скорость детонации, км/сек | 5,6 | 5,0 | 5,4 | 5,8 |
| Наименование компонентов и показателей | Предлагаемые составы | |||
| 16 | 17 | 18 | 19 | |
| Компонентный состав, % | ||||
| Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут) | 1,0 | 1,2 | 2,5 | 2,0 |
| ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,05 |
| Аммиачно-калиевая селитра | 10,0 | 15,0 | 65,0 | 30,0 |
| Уротропин | 0,2 | 1,0 | 2,0 | 1,0 |
| Бездымный порох (порох баллиститный) | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% |
| Равномерность компонентного состава, % | 99,9 | 100 | 100 | 99,5 |
| Выделение пыли, мг/кг | 1,0 | 1,1 | 0,5 | 0,4 |
| Взаимодействие с сульфидными рудами | Да | Нет | Нет | Нет |
| Водоустойчивость | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Скорость детонации, км/сек | 5,6 | 6,2 | 5,6 | 5,2 |
| Наименование компонентов и показателей | Предлагаемые составы | |||
| 20 | 21 | 22 | 23 | |
| Компонентный состав, % | ||||
| Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут) | 1,0 | 1,2 | 2,5 | 2,0 |
| ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,05 |
| Аммиачно-калиевая селитра | 10,0 | 15,0 | 65,0 | 30,0 |
| Уротропин | 0,2 | 1,0 | 2,0 | 1,0 |
| Бездымный порох (порох баллиститный ленточный минометный размером 0,1×1,0×10,0 мм) | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% |
| Равномерность компонентного состава, % | 99,9 | 100 | 100 | 99,5 |
| Выделение пыли, мг/кг | 1,0 | 1,1 | 0,5 | 0,4 |
| Взаимодействие с сульфидными рудами | Да | Нет | Нет | Нет |
| Водоустойчивость | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Скорость детонации, км/сек | 4,8 | 5,7 | 4,8 | 6,1 |
| Наименование компонентов и показателей | Предлагаемые составы | |||
| 24 | 25 | 26 | 27 | |
| Компонентный состав, % | ||||
| Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут) | 1,0 | 1,2 | 2,5 | 2,0 |
| ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,05 |
| Аммиачно-калиевая селитра | 10,0 | 15,0 | 65,0 | 30,0 |
| Уротропин | 0,2 | 1,0 | 2,0 | 1,0 |
| Бездымный порох (порох баллиститный ленточный минометный размером 2,0×6,0×80,0 мм) | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% |
| Равномерность компонентного состава, % | 99,9 | 100 | 100 | 99,5 |
| Выделение пыли, мг/кг | 1,0 | 1,1 | 0,5 | 0,4 |
| Взаимодействие с сульфидными рудами | Да | Нет | Нет | Нет |
| Водоустойчивость | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Скорость детонации, км/сек | 4,6 | 5,5 | 4,7 | 5,9 |
| Наименование компонентов и показателей | Предлагаемые составы | |||
| 28 | 29 | 30 | 31 | |
| Компонентный состав, % | ||||
| Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут) | 1,0 | 1,2 | 2,5 | 2,0 |
| ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,05 |
| Аммиачно-калиевая селитра | 10,0 | 15,0 | 65,0 | 30,0 |
| Уротропин | 0,2 | 1,0 | 2,0 | 1,0 |
| Смесь бездымных порохов (порох баллиститный ленточный минометный и пироксилиновый порох в соотношении 1:1 размером 0,2×3,0×40 мм) | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% |
| Равномерность компонентного состава, % | 99,9 | 100 | 100 | 99,6 |
| Выделение пыли, мг/кг | 1,0 | 1,0 | 0,4 | 0,3 |
| Взаимодействие с сульфидными рудами | Да | Нет | Нет | Нет |
| Водоустойчивость | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Скорость детонации, км/сек | 4,8 | 5,7 | 4,8 | 6,1 |
| Наименование компонентов и показателей | Предлагаемые составы | |||
| 32 | 33 | 34 | 35 | |
| Компонентный состав, % | ||||
| Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут) | 1,0 | 1,2 | 2,5 | 2,0 |
| ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,05 |
| Аммиачно-калиевая селитра | 10,0 | 15,0 | 65,0 | 30,0 |
| Уротропин | 0,2 | 1,0 | 2,0 | 1,0 |
| Смесь бездымных порохов (порох баллиститный ленточный минометный и пироксилиновый порох в соотношении 1:4 размером 0,2×3,0×40 мм) | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% |
| Равномерность компонентного состава, % | 99,9 | 100 | 100 | 99,6 |
| Выделение пыли, мг/кг | 1,0 | 1,0 | 0,4 | 0,3 |
| Взаимодействие с сульфидными рудами | Да | Нет | Нет | Нет |
| Водоустойчивость | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Скорость детонации, км/сек | 4,7 | 5,5 | 4,5 | 5,7 |
| Наименование компонентов и показателей | Предлагаемые составы | |||
| 36 | 37 | 38 | 39 | |
| Компонентный состав, % | ||||
| Жидкий нефтепродукт (индустриальное масло, дизельное топливо или топочный мазут) | 1,0 | 1,2 | 2,5 | 2,0 |
| ПАВ: продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином, например триэтаноламином | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,05 |
| Аммиачно-калиевая селитра | 10,0 | 15,0 | 65,0 | 30,0 |
| Уротропин | 0,2 | 1,0 | 2,0 | 1,0 |
| Смесь бездымных порохов (порох баллиститный ленточный минометный и пироксилиновый порох в соотношении 3:1 размером 0,2×3,0×40 мм) | До 100% | До 100% | До 100% | До 100% |
| Равномерность компонентного состава, % | 99,9 | 100 | 100 | 99,6 |
| Выделение пыли, мг/кг | 1,0 | 1,0 | 0,4 | 0,3 |
| Взаимодействие с сульфидными рудами | Да | Нет | Нет | Нет |
| Водоустойчивость | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Скорость детонации, км/сек | 5,1 | 5,9 | 5,0 | 6,2 |
1. Взрывчатое вещество, содержащее жидкий нефтепродукт и бездымные пороха или смеси бездымных порохов, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит эмульгатор в виде поверхностно-активного вещества, представляющего собой продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином или его смесь с эфиром пентаэритрита и жирных кислот С17-С25 или жирных кислот таллового масла, а входящие компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
| жидкий нефтепродукт | 1,0-2,5 |
| продукт конденсации полиолефинов с малеиновым ангидридом и алканоламином или его смесь с эфиром пентаэритрита и жирных кислот C17-C25 или жирных кислот таллового масла | 0,01-0,1 |
| бездымные пороха или их смеси | до 100,0 |
2. Взрывчатое вещество по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит до 65 мас.% аммиачной селитры или смеси аммиачной и калиевой селитры.
3. Взрывчатое вещество по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 1-2 мас.% уротропина или мела или их смеси.
